浅析重钢干熄焦1DC破损与改造
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【摘 要】研究干法熄焦一次除尘（1DC）膨胀节结构，分析“设计”、“生产”、“检修”等不同阶段造成膨胀节破损的原因，以及膨胀节砌砖改造的技术要点。改造前后的效益分析。
【关键词】干法熄焦；一次除尘；膨胀节；砌砖
干法熄焦已逐渐在国内普及起来，干熄焦工艺技术也日趋完善。在众多建成的干熄焦中，干熄槽与1DC以及1DC与预热锅炉间均采用柔性膨胀节衔接。而大部分膨胀节内部均是浇注而成。重钢2010年和2011年建成投产的两座150t/h干熄焦均是这种设计建造方式。在使用过程中常常发生膨胀节顶部拱顶浇注料开裂，甚至脱落（如图1）。高温烟气直接将膨胀节外层保护装置烧穿。导致烟气系统循环气体组份无法正常控制，特别是1dc入口又是巡检人员必经道路，停产检修时给产生了安全隐患。为此，我厂根据3#干熄焦砌筑形膨胀节和同业膨胀节使用情况结合平常升降负荷及其年修情况进行破损分析，并进行砌筑改造。
图1 重钢2#干熄焦1DC入口膨胀节
1 膨胀节破损原因分析
1.1 膨胀节的作用
膨胀节习惯上也叫伸缩节或补偿器。由构成其工作主体的波纹管和端管、支架、法兰、导管等附件组成。属于补偿元件。利用主体波纹管的有效伸缩变形以吸收或调控干熄槽体和高温高压余热锅炉与1DC间因热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿这三者间轴向、横向和角向位移。膨胀节的设计非常复杂，一般只对耐压能力、位移引起的应力、疲劳寿命、刚度和稳定性等参数进行计算和校核，而对膨胀节保温层的涉及面偏少。高温环境下运行的膨胀节保温层一旦被破坏，就会损坏整个膨胀节。
1.2 膨胀节损坏的原因分析
根据2012年4月重钢1#干熄焦年修与2012年11月重钢2#干熄焦年修情况以及及生产过程跟踪分析表明，膨胀节侧墙和弧形顶部容易被烧穿和浇注料脱落，其原因有以下几点：
（1）弧形顶部的浇注料结构可分为工作层和隔热层，工作层为高铝浇注料，厚100mm，隔热层用隔热轻质浇注料，厚308mm。一次除尘器同一区域的工作层莫来石砖的厚度是416mm。膨胀节耐火材料的工作层设计厚度不够。
（2）在施工过程中，浇注料施工较耐火砖施工更讲究细节，再加上施工工期短，膨胀节浇注料的浇注养护时间不够就开始吊装，或者吊装方法不够科学合理，使浇注料在吊装过程中容易遭到破坏。
（3）干熄焦烘炉过程中烘炉曲线是按照耐火砖的升温曲线进行烘炉，浇注料在烘炉过程中遭到一定的破坏。生产过程中因经常停炉而产生急冷急热，这会对浇注料内部结构产生频繁的收缩变化；还有因锅炉经常爆管而产生超标的水蒸汽，循环到膨胀节处就会造成浇注料的损坏。
（4）膨胀节两边膨胀缝耐火填充物的填塞不密实。干熄炉生产时内部有一定的负压，对于膨胀缝内填充物有吸附力，当膨胀缝内的填充物被吸走后，干熄炉的压力、高温通过膨胀缝间隙直接和膨胀节的金属部分、保温层接触，这样金属部分易烧坏，膨胀节保温层的浇注料也被烧掉，锚固件被直接和高温接触，产生变形后破坏工作层的浇注料。工作层和保温层的浇注料破坏后，膨胀节的金属易烧穿烧坏，甚至损坏整个膨胀节。
2 膨胀节改砌砖
2.1两侧墙耐材结构变化
更换新膨胀节费用高、施工时间长，且使用效果不理想。为减少费用和缩短施工时间，膨胀节的下部结构和两侧面的金属外壳不变，将浇注料结构改为耐火砖结构，图1为膨胀节两侧墙改变后耐火材料的结构图。砌筑时，膨胀节两侧墙用N53的粘土砖和高铝质轻质砖砌筑见图2。
图2 改变耐火材料后的膨胀节结构图
2.2 膨胀节顶部耐材结构变化
将膨胀节弧形拱顶部分的金属外壳全部割除，由原浇注料结构变成和一次除尘器顶部的耐火材料相同的结构。首先把膨胀节的弧形拱顶外壳及附近的钢板割掉。保证耐火砖的工作层和保温层砌筑尺寸。砌拱顶按一次除尘器拱顶耐火材料图砌筑，用型号QAM-D807莫来石耐火砖作为工作层和高铝质轻质砖作为保温层。砌筑方式采用交错砌筑。原膨胀节伸缩位移为80mm，膨胀节安装位置两边各设计10mm的膨胀缝，膨胀缝和伸缩位移总的宽度变为100mm。根据干熄炉生产后膨胀系数变小的特点，将侧墙和拱顶膨胀节伸缩位移和膨胀缝合在一起，留设在膨胀节两边，尺寸是各留设45mm，膨胀缝和伸缩位移总的宽度变为90mm。
2.3膨胀节顶部的保护套处理
拱顶砌筑完莫来石砖和保温砖之后，在拱顶上部回填保温颗粒。膨胀节的保护套是在膨胀节拱顶上部框架上的焊接钢板。焊接钢板时，为了保证膨胀节能自由膨胀和收缩，钢板只焊接在膨胀节框架的一边。另一边直接搭接上100mm。
2.4膨胀节的膨胀缝处理
干熄炉生产有负压，对膨胀缝内的填充物有抽吸作用，故要求填充物为工作温度为1260℃、体积密度为220kg/m3 的陶瓷纤维毯。砌筑时，把砌筑尺寸计算好，先铺设两边膨胀缝内陶瓷纤维毯，然后砌筑莫来石砖，使陶瓷纤维毯的压缩比超过40%，达到膨胀缝内填充物密实。在膨胀缝的上面用粘土质耐火砖砌筑压缝。在膨胀缝的工作面内，采用三根直径20 mm的陶瓷纤维绳纽结沾粘土火泥打入，保证膨胀节的严密性。
3 小结
通过对干熄焦一次除尘器膨胀节耐材结构改变的分析及探讨，尝试性的对膨胀节按上述方法改造后，干熄炉重新生产，生产运行情况良好。实现了满足干熄焦生产的目的，相比更换单个膨胀节从浇注到膨胀节密封处理需17天，而砌筑单个膨胀节则只需要10天时间，有效的缩短了干熄焦年修时间，大大延长了干熄焦膨胀节的使用寿命，解决了干熄焦生产的一个薄弱环节。实践证明重新更换浇注形式的膨胀节费用要比改砌筑膨胀节高出两倍多。因此，国内同业中遇有年修1DC浇注料膨胀节上述研究和应用不失为一个很好的参考。